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重质油中多环芳烃选择性催化加氢的实验研究

刘凯  
【摘要】:重质油中含有大量多环芳烃,多环芳烃具有高污染、致癌、诱导基因变异和低降解等不良属性。多环芳烃选择性催化加氢不但可以消除多环芳烃带来的危害而且催化加氢产物可作为重要的燃料、化工和中间体原料,有效提高重质油利用效率和经济价值的途径之一。本研究以重质油中多环芳烃为研究对象,根据选择性加氢目的不同进行系统研究,以期得到不同选择性加氢产物。本研究设计了加氢饱和催化剂和双效复合催化剂,并分别根具加氢性能进行优化分析。加氢饱和催化剂的初步筛选及工艺优化:采用XRD、XPS、SEM和BET表征手段对催化剂进行物性分析复合设计目标;通过对加氢饱和催化剂的载体、负载金属比、助金属和助金属比四个因素优化催化剂,结果表明:采用改性氧化铝X-Al_2O_3、镍钼比6:9、助金属Co和助金属比3wt%制备的催化剂加氢效果最佳;通过考察反应温度、氢初压、反应时间和剂油比四个工艺条件,在反应温度380~390°C、氢初压8 MPa、反应时间60 min和剂油比1:20加氢效果最佳。双效复合催化剂的初步筛选及工艺优化:首先,对制备的催化剂晶态、化合价、表观结构、酸性和孔性质进行简单表征分析符合设计要求;其次,考察不同分子筛种类、复配方法、复配比对双效复合催化剂性能的影响,结果表明:采用A型分子筛、复配法3制备的4:6配比催化剂双效催化效果最佳;最后,通过对反应温度、氢初压、反应时间和剂油比四个工艺条件优选最佳工艺,在反应温度380~400°C、氢初压9 MPa、反应时间60 min和剂油比1:20加氢效果最佳。采用原料油多次加氢和催化剂重复利用对所设计催化剂进行综合性能评价,通过评价实验得出原料油经两种催化剂多次催化加氢后,饱和分含量分别为65.91%和72.91%且馏分以160~380°C为主轻质化效果明显,催化剂在使用后催化活性损失严重,稳定性差,当对两种催化剂对比分析发现加氢饱和催化剂得到更多环烷烃产物,双效复合催化剂得到更多烷烃产物,总体性能双效复合催化剂优于加氢饱和催化剂。


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